Pada hipotiroidisme, konsentrasi hormon perangsang tiroid meningkat. Diagnosis dipastikan dengan rendahnya konsentrasi tiroksin bebas (cT4), T4, T3 dalam darah. Pada kasus hipotiroidisme ringan subklinis, ketika kadar cT4 dan T4 dalam darah berada dalam batas normal, deteksi peningkatan kadar hormon perangsang tiroid menjadi sangat penting.